Элиминирование по Гофману

Элиминирование по Гофману — реакция разложения гидроксидов четвертичных аммониевых солей, в алкильных заместителях которых присутствует атом водорода в β-положении к аммонийному азоту с образованием алкенов, третичных аминов и воды.

Реакция была открыта Августом Гофманом^[1], который использовал исчерпывающее метилирование с дальнейшим разложением гидроксидов их четвертичных аммониевых солей как метод исследования их структуры.

В классическом гофмановском варианте производят исчерпывающие метилирование амина йодистым метилом, после чего переводят йодид тетраалкиламмония в гидроксид обработкой оксидом серебра в водном или водно-спиртовом растворе, после чего разложение гидроксида тетраалкиламмония проводят упариванием его раствора до 100-150 °С. Упаривание зачастую проводят при пониженном давлении, отгоняя образующийся алкен^[2]:

При проведении разложения в смеси диметилсульфоксида и тетрагидрофурана температуру реакции можно снизить до комнатной.

Механизм реакции

Реакция протекает по механизму бимолекулярного элиминирования и является региоселективной: на первой стадии реакции протон отщепляется от наименее замещенного и, в силу этого, стерически наиболее доступного β-углеродного атома, после чего происходит отщепление амина, т.е. элиминирование идет таким образом, что образуется наименее замещенный алкен (правило Гофмана):

Электронакцепторные заместители при β-углеродном атоме, повышающие его CH-кислотность, облегчают отщепление амина и образование алкена, в случае замещенных аллиламмониевых солей (двойная связь в β,γ-положении алкильной цепи), происходит депротонирование по δ-положению со сдвигом двойной связи и образованием 1,3-диенов:

RCH₂CH=CH-CHR-N⁺(CH₃)₃ OH^- $\to$ RCH=CH-CH=CR + N(CH₃)₃ + H₂O

Примечания

1. ↑ Beiträge zur Kenntniss der flüchtigen organischen Basen Annalen der Chemie und Pharmacie Volume 78, Issue 3, Date: 1851, Pages: 253-286 Aug. Wilh. von Hofmann DOI:10.1002/jlac.18510780302
2. ↑ Arthur C. Cope, Robert D. Bach. trans-Cyclooctene. Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.315 (1973); Vol. 49, p.39 (1969).